6B06201 Радиотехника, электроника и телекоммуникации в КазНУ им. аль-Фараби

Формирование физической картины взаимодействия процессов и явлений возникающих в радиотехнических системах и телекоммуникационных сетях. Механика; кинематика; динамика; статика; молекулярная физика и термодинамика; волны; электростатика и электродинамика; правила Кирхгофа; закон Джоуль - Ленца; ток в различных средах; электричество и магнетизм; индукция магнитного поля; электромагнитная индукция; электромагнитные колебания; колебательный контур; уравнения Максвелла; оптика; геометрическая оптика; фотометрия; фотоэффект; квантово-волновые свойства света.

Цель: формирование практических навыков осуществления предпринимательской деятельности на основе изучения теории и практики предпринимательства. Студент будет способен: использовать возможности рынка, соответствующие их личным интересам и способностям; принять первоначальное решение о начале бизнеса; эффективно работать в рамках действующих правовых норм; определять и оценивать потенциальные рыночные возможности стартапа.

Цель дисциплины сформировать знания о закономерностях взаимодействия живых организмов со средой обитания, функционирования биосферы, основ обеспечения безопасности жизнедеятельности человека от вредных, поражающих факторов, способов защиты от опасностей, мероприятий по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

Цель дисциплины – формирование у студентов представлений о научно-философском наследии великого тюркского мыслителя Абу Насра аль-Фараби в контексте развития мировой и национальной культуры. Будут изучены особенности наследия аль-Фараби и его влияние на формирование тюркской философии, характер влияния восточной философии на Европейский Ренессанс; традиционные и современные проблемы истории национальной и мировой философии.

Цель дисциплины - сформировать у будущих специалистов компетенцию применения своих профессиональных знаний, пониманий и способностей в целях укрепления единства и солидарности страны, повышения интеллектуального потенциала общества. Будут изучены: понятие об учении Абая; источники учения; составные части учения Абая; категории учения Абая; измерительные приборы учения Абая; сущность и значение учения Абая.

Цель - сформировать навыки использования технологии организации и управления научными исследованиями в профессиональной деятельности. Изучение дисциплины направлено на развитие навыков планирования организации научного исследования, навыков процедур поиска в глобальных сетях информации по научным разработкам, возможностям научных контактов, подачам заявок на научные гранты различных уровней.

Обучение студентов фундаментальным разделам высшей математики, формирование логического мышления необходимого в решений инженерных задач. Функция; область определения; пределы; скалярные и векторные величины; производная по направлению; экстремум функции нескольких переменных; условный экстремум; основы высшей и линейной алгебры; матрица; определитель матрицы; действия над матрицей; векторы; действия над векторами; комплексные числа; временные ряды; математическая статистика и теория вероятности.

Цель дисциплины: формирование высококвалифицированных специалистов в совершенстве знающих нормы антикоррупционного законодательства и умеющих применять их в правоприприменительной практике, правильно квалифицировать коррупционные правонарушения, а также формирование антикоррупционной культуры. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией

Сформировать способность использовать основные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений для реализации технических задач. Основные понятия дифференциальных уравнений; постановка задачи Коши; линейные уравнения n-го порядка; линейные неоднородные уравнения; линейная система; метод функции Грина; уравнения в полных дифференциалах; понятие метрических и линейных пространств; классификация интегральных уравнений; самосопряженный оператор Фредгольма; теорема Гильберта - Шмидта; интегральные уравнения с симметрическими ядрами.

Сформировать у студентов знания об элементной базе электроники и их функционального назначения в схемотехнике аналоговых устройств. Введение в электронику и схемотехнику; активные и пассивные элементы; резистор; конденсатор; индуктивность; параллельное и последовательное соеденинения элементов; диоды; транзисторы; тиристоры; активные и пассивные фильтры; операционный усилитель; обратная связь; устройства на основе операционного усилителя; схемы на транзисторах; схемы низкочастотных и высокочастотных генераторов; выпрямительные схемы.

Изучение основных законов, методов анализа для расчета электрических цепей. Электрическая цепь; топология цепи; законы Ома и Кирхгофа; методы анализа цепей: метод контурных токов, метод наложения, метод эквивалентного генератора, метод узловых потенциалов; резонанс напряжения и тока в колебательном контуре; трехфазные цепи; цепи синусоидального и несинусоидального тока; переходные процессы в линейных электрических цепях; четырехполюсники; фильтры; нелинейные электрические цепи; электрические цепи с распределенными параметрами.

Формирование навыков составления и решения задач в области телекоммуникаций посредством программирования. Основы языка программирования Python; структура программы; переменные; базовые типы данных; арифметические действия; работа с консолью; встроенные функции; условные выражения и конструкции; условный оператор if; условный оператор switch; тернарный оператор; циклы; операторы циклов for, while; операторы continue и break; массивы и символические строки; рассмотрение массивов.

Ознакомление студентов с элементной базой цифровой электроники для понимания принципов построения и работы микропроцессорных устройств. Элементы цифровой электроники; логические элементы; минимизация булевых функций; системы счисления; комбинационные и последовательные схемы; аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи; архитектура микропроцессоров; устройства памяти; триггеры; параллельные и последовательные регистры; счётчики; микроконтроллеры и микропроцессоры; арифметико-логическое устройство; программирование микроконтроллеров; система прерываний.

Изучение методов цифровых преобразований и обработки сигналов при приеме и передачи информации в телекоммуникационных и радиотехнических системах. Виды сигналов; моделирование сигналов; виды шумов; преобразование случайного процесса в линейной системе; отношение сигнал/шум; cпектральный анализ; корреляционный анализ; Вейвлет - анализ; интерполяция; фильтрация сигналов; моделирование модуляции и демодуляции сигналов; коэффициент битовых ошибок; энтропия, теория информации; методы расчёта вероятностей.

Обучить студентов принципам построения систем связи по технологиям беспроводной передачи информаций. Диапазон частот беспроводных технологий; протоколы беспроводных систем передачи данных; WAP-протокол; технология GPRS; спецификация IEEE 802.15.4; Bluetooth; топология сетей на основе стандарта ZigBee; управление беспроводными сетями; безопасность в беспроводных сетях; технология LoRa; GSM/GPRS модуль; сеть WiFi; спецификация физического уровня; поколения сетей.

Рассмотрение особенности волновых свойств света при изучении оптических явлений и процессов, возникающих в природе. Световые волны и их свойства. показатель преломления; отражение и преломление световых волн; поляризация света; законы Брюстера и Малюса; интерференция света; пространственная и временная когерентность; дифракция света; принцип Гюйгенса – Френеля; дифракция Френеля на круглом отверстии; дифракция Фраунгофера на щели; дифракционная решетка; пространственная решетка; дифракция рентгеновских лучей; голография.

Дать теоретические знания по основам радиотехники и телекоммуникации и представление о структуре радиоэлектронных узлов. Классификация телекоммуникационных систем; физические основы электромагнитных волн; модулятор и демодулятор; основы антенно-фидерной техники; многоканальные телекоммуникационные системы; основные характеристики радиорелейной, оптоволоконной, кабельной, беспроводной, спутниковой, мобильной связей; аналоговые и цифровые сети связи; цифровизация сетей связи; цифровые телекоммуникационные сети; способы распределения информации в телекоммуникационных сетях.

Обучить студентов математическим и физическим основам распространения электромагнитных волн в различных средах. Основные законы и уравнения электромагнитных волн; дифференциальные и интегральные уравнении Максвелла; характеристики и параметры электромагнитных волн; распространение электромагнитных волн на границе раздела двух сред; излучения электромагнитных волн; дифракция и интерференция электромагнитных волн; электромагнитные волны в направляющих системах; распространение электромагнитных волн по земной поверхности и на пространстве.

Обучить студентов основам проектирования электронных узлов радиотехнических и телекоммуникационных систем на базе программируемых логических интегральных схемах. Введение в программируемые логические интегральные схемы; синтаксис языков описания аппаратуры; описания логических схем; блокирующие и неблокирующие присваивания; процедурные блоки always и initial; проектирование цифровых узлов на различных уровнях; проектирования комбинационных и последовательных устройств; узлы радиотехнических устройств; блоки обработки.

Изучение технологий проектирования и расчета параметров волоконно-оптических линии связи предназначенных для приема/передачи данных. Применение света для передачи информации; профиль показателя преломления; оптическое волокно; организация волоконно-оптической линии связи; оптические кабели; оптические усилители; распространение оптических лучей в ступенчатом волоконном световоде; типы лучей; распространение оптических лучей в градиентном волоконном световоде; моды волоконных световодов; пассивные и активные компоненты ВОЛС; основы технической эксплуатации ВОЛС.

Ознакомить студентов с основными методами проектирования и использования оптоэлектронных устройст в составе электронных схем предназначенных для обработки и хранения информации. Основные элементы оптоэлектронной цепи; источники излучения для оптоэлектронных систем; эффекты электронного и оптического ограничения; фотодиоды; лавинные фотодиоды; фотодиоды с гетероструктурой; фототранзисторы; фоторезисторы; светодиоды; лазеры с распределенной обратной связью; оптические индикаторы; методы управления оптическим излучением; интегральная оптика и оптическая связь.

Ознакомить студентов с основными характеристиками сигналов для обеспечения помехоустойчивой передачи информации и обучить самостоятельно проводить анализ физических сигналов в радиотехнических устройствах и узлах. Математические модели каналов связи; преобразование сигналов в каналах связи; виды радиотехнических сигналов и их характеристики; спектральный анализ сигналов; дискретизация сигналов; виды модуляции; виды шумов в каналах связи; кодирование источников и каналов связи; основы теории информации.

Ознакомить с принципами построения многоканальных систем, обеспечивающих передачу различных сообщений на любые расстояния с заданными параметрами качества. Основы построения многоканальных телекоммуникационных систем и сетей; типовые каналы и тракты; принцип построения систем коммутации; принципы многоканальной передачи; радиорелейные системы связи с цифровыми методами передачи; методы мультиплексирования и демультиплексирования сигналов; цикловая синхронизация; цикл передачи; мультиплексирование с разделением частоты и времени; разделяемая среда передачи данных.

Формирования у студентов навыков работы с графическим языком программирования предназначенный для создания панели управления виртуальных приборов, используемых в радиотехнических и телекоммуникационных системах. Программная среда LABVIEW; компоненты виртуального прибора; типы данных; массивы и кластеры; условные и циклические структуры; графическое отображение данных; работа с файлами; функции фильтрации и манипуляции сигналов; последовательность обработки данных; создание, редактирование и отладка виртуального прибора; подпрограммы виртуального прибора.

Изучение принципов организации и построения цифровых сетей телекоммуникационных систем с коммутацией пакетов и работы сетевых технических средств, моделей и протоколов. Общие вопросы построения цифровых сетей и систем; протоколы обмена пакетами; коммутация пакетов; физический уровень модели OSI; канальный уровень модели OSI; сетевой уровень модели OSI; адресация в IP-сетях; формирование подсетей; транспортный уровень модели OSI, TCP/IP; уровень приложений; принципы и средства межсетевого взаимодействия.

Формирование навыков измерения и обработки основных параметров телекоммуникационных устройств согласно требованиям нормативно-технической документации. Государственные стандарты обеспечения единства измерений; метрологическое обеспечение приборов и точности измерений; классификация и методы измерений; методы электрических измерений и радиоизмерительные приборы; метрология, стандартизация и сертификация в телекоммуникации; особенности измерений в телекоммуникационных системах; программное обеспечение для радиоизмерительных приборов; типы цифровых сертификатов безопасности.

Изучение принципов построения телекоммуникационных сетей по технологий NGN для передачи мультимедийных данных посредством протокола IP. Технологии передачи мультимедийных данных; основы построения NGN; сети и сценарии IP-телефонии; базовые архитектуры построения сетей IP-телефонии; технология VoIP; архитектура распределённого шлюза; методы уменьшения объёмов передаваемого трафика; кодирование информации; протоколы RTP/RTC; причины эволюции сетей связи; SIP телефония.

Обучить студентов работе радиоизмерительными приборами и оборудованием для проведения измерительных экспериментов в радиоэлектронике и телекоммуникации. Радиоизмерительные приборы; измерения формы сигнала; измерение электрического поля; высокочастотные осциллографы; измеритель фазового сдвига; частотомер; анализатор спектра; векторный анализатор цепей; измерение коэффициента стоячей волны и импеданса; протоколы передачи данных; система сбора данных; программное обеспечения для радиоизмерительных приборов.

Формирование системы знаний, умений, навыков использования антенно-фидерных устройств для приема-передачи электромагнитных волн радиочастотного диапазона в беспроводных системах связи. Антенна в режиме радиопередачи и радиоприема; изменение параметров антенн; диаграммы направленности антенн; коэффициент направленного действия антенн; коэффициент стоячей волны; параметр S11; специфика работы антенн систем ближней локации; типы антенн; плоские излучатели; сканирующие антенны; линейные антенны; апертурные антенны.

Изучение общих принципов построения и функционирования систем и сетей радиосвязи, ознакомление с основными схемотехническими принципами реализации оборудования. Классификация систем радиосвязи; радиорелейные линии; сети и системы беспроводного радио доступа; принципы построения спутниковых систем и радиорелейных линий связи; спутниковые системы подвижной связи; магистральные и зоновые радиорелейные линии связи; структура физических и транспортных каналов; Функциональная схема построения сети.

Формирование навыков использования методов кодирования и средств защиты информации в телекоммуникационных системах. Общая характеристика угроз, служб и механизмов безопасности; классификация групп защиты; принципы криптографической защиты информации; элементы теории чисел; теоремы Ферма и Эйлера для решения криптографических задач; шифрующие таблицы; помехоустойчивое кодирование Хэмминга; симметричное и ассиметричное шифрование; алгоритм защиты информации с открытым ключом; процедура CRC; Хэш-функции; криптоанализ; электронная цифровая подпись.

Обучить студентов принципам и методам расчета, проектирования и конструирования компонентов для решения проектных и технологических задач радиоэлектроники. Основы конструирования радиоэлектронных систем; тенденции развития радиоэлектронных систем; интегральные микросхемы; классификация и система обозначении радиоэлектронных систем; печатные платы; информационные технологии проектирования радиоэлектронных систем; формальные и физико-математические модели; структура и технические средства систем автоматизированного проектирования; системы автоматизирования проектирования; защита конструкции радиоэлектронных систем.

Организовать спутниковые, радиорелейные, мобильные, оптоволоконные цифровые системы связи, с помощью антенно-фидерных, микроволновых устройств и программного обеспечения для обеспечения бесперебойного приема и передачи данных;

Проектировать телекоммуникационные цифровые системы и сети с коммутацией пакетов с использованием аппаратно-программного комплекса для обеспечения бесперебойной работы многоканальной системы связи, в том числе мультисервисного абонентского доступа;

Применить математические и физические методы расчета электронных схем аналоговой и цифровой электроники, анализа электрических цепей, электродинамики распространения электромагнитных волн для решения практических задач радиотехники, электроники и телекоммуникаций;

Использовать навыки эксплуатации и диагностики для тестирования, обслуживания электронного оборудования, обеспечения защиты оборудования от отказов и несанкционированного доступа, вычислительной техники и программного обеспечения радиотехнических и телекоммуникационных устройств.

Понимать принципы работы встраиваемых систем, использующие программируемые логические интегральные схемы, микропроцессоры и микроконтроллеры для анализа цифровых и аналоговых радиоэлектронных и радиоизмерительных устройств, а также устройств кодирования и цифровой обработки сигналов;

Применять социально-коммуникативные навыки, в том числе на иностранном языке, для эффективной работы в команде, а также иметь системное мышление постановки профессиональных целей и задач для дальнейшего принятия решений, направленных на личностный и профессиональный рост, а также формировать личностную и мировоззренческую точку зрения, отстаивать гражданскую позицию, коммерциализировать результаты профессиональной деятельности в условиях ограниченных экологических и экономических ресурсов.

Использовать программное и схемотехническое проектирование аналоговых и цифровых радиоэлектронных и радиоизмерительных схем и систем связи, для моделирования антенно-фидерных устройств, микроволновых приборов, беспроводных сенсорных сетей, электронных устройств, и систем кодирования и цифровой обработки сигналов радиотехнического назначения;

Систематизировать многоканальные телекоммуникационные системы и сети передачи данных, и анализировать способы их защиты от несанкционированного доступа с целью повышения безопасности телекоммуникационных сетей;

Анализировать современные методы кодирования и обработки, передачи и анализа данных, современные коммуникационные технологии, такие как IP телефония, видеосвязь и узлы NGN, мультисервисный абонентский доступ для оценки качества и целостности данных.

Описывать принципы организации современных систем передачи информации, такие как мобильная связь, волоконно-оптические системы связи, спутниковые и радиорелейные системы связи, микроволновые системы связи, IP телефония, мультисервисный абонентский доступ, многоканальные телекоммуникационные системы, глобальные и локальные сети, цифровые сети с коммутацией пакетов и беспроводные сенсорные сети для проектирования подобных систем связи;

Объяснять основные физические процессы и математические аппараты, методы теории электрических цепей, электродинамики и распространение электромагнитных волн, схемотехнические решения при построении аналоговых и цифровых устройств, для описания различных систем связи и передачи данных, устройств цифровой и аналоговой обработки сигналов;

Разработать радиоэлектронные, радиоизмерительные и встраиваемые системы передачи данных для организации и мониторинга обмена информации, с помощью микропроцессоров, программируемых логических интегральных схем, беспроводных сенсоров и программно-аппаратных комплексов;